(2014•碑林区一模)将总物质的量为n mol的钠和铝(其中钠的物质的量分数为x),投入一定量的水中充分反应

(2014•碑林区一模)将总物质的量为n mol的钠和铝(其中钠的物质的量分数为x),投入一定量的水中充分反应,金属没有剩余,共收集到标准状况下的气体V L.下列关系式中正确的是(  )
A.x=[V/11.2n]
B.0<x≤0.5
C.V=33.6n(1-x)
D.11.2n<V≤22.4n
pillarzhao 1年前 已收到1个回答 举报

xsxsxs120 幼苗

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解题思路:将总物质的量为n mol的钠和铝混合物投入一定量的水中充分反应,钠先与水反应生成氢氧化钠与氢气,铝再与氢氧化钠反应生成偏铝酸钠与氢气.反应的化学方程式为:2Na+2H2O═2NaOH+H2↑,2Al+2NaOH+2H2O═2NaAlO2+3H2↑.
金属没有剩余,铝不与水反应,说明反应2Al+2NaOH+2H2O═2NaAlO2+3H2↑中铝与氢氧化钠恰好完全或钠过量,以此进行计算.

金属没有剩余,说明反应2Al+2NaOH+2H2O═2NaAlO2+3H2↑中铝与氢氧化钠恰好完全或钠过量,否则剩下铝不与水反应.
若恰好反应,即钠与铝按1:1混合,x=0.5,则有钠0.5nmol,铝0.5nmol,由方程式2Na+2H2O═2NaOH+H2↑可知,0.5nmol钠生成氢气0.25nmol;由方程式2Al+2NaOH+2H2O═2NaAlO2+3H2↑可知,0.5nmol铝生成氢气0.75nmol,所以共生成氢气
0.25nmol+0.75nmol=nmol,氢气体积为22.4nL.
若Na过量,即1>x>0.5,则有钠nxmol,铝n(1-x)mol,由方程式2Na+2H2O═2NaOH+H2↑可知,nxmol钠生成氢气
0.5nxmol;由方程式2Al+2NaOH+2H2O═2NaAlO2+3H2↑可知,n(1-x)mol铝生成氢气1.5n(1-x)mol,所以共生成氢气
0.5nxmol+1.5n(1-x)mol=n(1.5-x)mol,氢气体积为22.4n(1.5-x)L.则根据上面的关系可知,所以钠越多气体总量越少,当即全是钠时,即x=1,生成氢气体积为11.2nL,
故氢气体积为11.2nL<V≤22.4nL
故选:D.

点评:
本题考点: 有关混合物反应的计算;化学方程式的有关计算;铝的化学性质.

考点点评: 考查混合物的有关计算,难度较大,关键在于金属没有剩余,分情况讨论,作为选择题可以根据转移电子数确定钠越多气体总量越少,当即全是钠时生成氢气最少,确定氢气的最少极值.

1年前

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